JP3379774B2 - Base sequence determination method - Google Patents

Base sequence determination method

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JP3379774B2
JP3379774B2 JP30324892A JP30324892A JP3379774B2 JP 3379774 B2 JP3379774 B2 JP 3379774B2 JP 30324892 A JP30324892 A JP 30324892A JP 30324892 A JP30324892 A JP 30324892A JP 3379774 B2 JP3379774 B2 JP 3379774B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は核酸の塩基配列決定方法
に関し、更に詳しくは蛍光標識したオリゴヌクレオチド
をプライマーとして用いる塩基配列決定方法及びキット
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for determining a base sequence of a nucleic acid, and more particularly to a method and a kit for determining a base sequence using a fluorescently labeled oligonucleotide as a primer.

【0002】[0002]

【従来の技術】DNA塩基配列解析法として普及してい
るジデオキシチェーンターミネーター法(ジデオキシ
法)は、従来、DNAを放射性元素で標識し、ゲル電気
泳動により塩基長に応じて分離したパターンをオートラ
ジオグラフィーによって読み取ることにより行ってきた
が、近年周辺技術の発達により蛍光物質標識を利用した
自動シークエンサーが開発され、種々の改良が加えられ
て精度の高いデータが得られるようになってきた。この
方法では、プライマーとして用いるオリゴヌクレオチ
ド、又は反応停止用基質のジデオキシヌクレオチド三リ
ン酸に蛍光物質を結合し、ジデオキシ反応物をゲル電気
泳動で分離しながらDNA断片にレーザー光を照射し
て、発する蛍光を受光して1塩基ずつ解読していく。一
般に、より精度の高い結果が得られること、及び合成が
容易なことより、前者のプライマー標識法が主として用
いられている。
2. Description of the Related Art The dideoxy chain terminator method (dideoxy method), which has been widely used as a DNA base sequence analysis method, has conventionally been a method in which DNA is labeled with a radioactive element and a pattern obtained by gel electrophoresis is separated according to the base length by autoradio. Although it has been performed by reading with a graph, an automatic sequencer using a fluorescent substance label has been developed in recent years due to the development of peripheral technology, and various improvements have been made to obtain highly accurate data. In this method, a fluorescent substance is bound to an oligonucleotide used as a primer or dideoxynucleotide triphosphate as a reaction-terminating substrate, and the DNA fragment is irradiated with a laser beam while separating the dideoxy reaction product by gel electrophoresis, and emitted. It receives fluorescence and decodes it one base at a time. In general, the former primer labeling method is mainly used because it provides more accurate results and is easy to synthesize.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このプライマー標識法
においては、通常プライマー1分子につき蛍光物質1分
子を結合させて用いる。蛍光標識法を用いる場合、デー
タの精度は特にシグナル強度に依存する。特に、1回の
反応でより長くデータを解読するためにはシグナル強度
が強いほど有利である。この目的を達するために、プラ
イマー1分子当りに複数個の蛍光物質を導入することが
考えられる。しかし、それによってコンホメーションの
変化や立体障害などにより、プライマーと鋳型DNAと
の結合が不安定になったり、また蛍光物質相互の干渉作
用により蛍光強度が減少したりすることが予想され、任
意の位置に任意の数の蛍光物質を導入してもシグナル強
度が上がるとは限らない。つまり、蛍光物質の導入位置
及び数が重要なファクターになると推定される。しか
し、それらのファクターの最適値は知られていない。本
発明の目的は、シグナル強度の高い蛍光標識プライマー
を創製し、該プライマーを用いた高感度かつ高精度な核
酸の塩基配列決定方法及び該方法に使用するキットを提
供することにある。
In this primer labeling method, one molecule of the fluorescent substance is usually bound to one molecule of the primer and used. When using the fluorescent labeling method, the accuracy of the data depends especially on the signal intensity. In particular, the stronger the signal strength, the more advantageous it is to decode the data for a longer time in one reaction. To achieve this purpose, it is possible to introduce a plurality of fluorescent substances per molecule of primer. However, it is expected that the binding between the primer and the template DNA becomes unstable due to conformational change or steric hindrance, etc., and the fluorescence intensity decreases due to mutual interference of the fluorescent substances. The signal intensity does not always increase even if an arbitrary number of fluorescent substances are introduced at the position. That is, it is estimated that the introduction position and the number of the fluorescent substance are important factors. However, the optimum values of those factors are not known. An object of the present invention is to provide a fluorescent-labeled primer having a high signal intensity, to provide a highly sensitive and highly accurate nucleic acid nucleotide sequence determination method using the primer, and a kit used for the method.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明の第1の発明はジデオキシ法による核酸の塩基配列
決定方法に関し、5′末端及び該5′末端から4〜12
個の塩基を隔てた位置のヌクレオチド間にそれぞれ1分
子の蛍光物質を結合させたオリゴヌクレオチドをプライ
マーとして用いることを特徴とする。また本発明の第2
の発明は、ジデオキシ法による核酸の塩基配列決定に使
用されるプライマーであって、上記したオリゴヌクレオ
チドプライマーに関する。そして、本発明の第の発明
は核酸の塩基配列決定用キットに関し、上記第2の発明
オリゴヌクレオチドプライマーを含むことを特徴とす
る。
The present invention will be summarized. The first invention of the present invention relates to a method for determining a nucleotide sequence of a nucleic acid by the dideoxy method, at the 5'end and 4 to 12 from the 5'end.
It is characterized in that an oligonucleotide in which one molecule of a fluorescent substance is bound between nucleotides at positions separated by individual bases is used as a primer. The second aspect of the present invention
Invention was used to determine the base sequence of nucleic acids by the dideoxy method.
A primer used for the above oligonucleoside
Regarding tide primer. The third invention of the present invention relates to a kit for determining a nucleotide sequence of a nucleic acid, which is the above-mentioned second invention.
The oligonucleotide primer of the above is included.

【0005】以下、詳細に本発明を説明する。本発明の
プライマーとして用いるオリゴヌクレオチドの長さは、
ジデオキシ法に用いることができるものであればよく、
特に制限はないが、好ましくは10〜30塩基である。
The present invention will be described in detail below. The length of the oligonucleotide used as the primer of the present invention is
As long as it can be used in the dideoxy method,
Although not particularly limited, it is preferably 10 to 30 bases.

【0006】また、本発明のプライマーとして用いるオ
リゴヌクレオチドの塩基配列としては、一般に広く用い
られているベクター由来の配列、独自にデザインされた
配列等ジデオキシ法に用いることができるものであれば
何でもよい。ベクター由来の配列の例としては、配列表
の配列番号1〜10でそれぞれ表されるM1、M2、M
3、M4、RV、RVM、RVN、T3、T7、SP6
の各プライマーが挙げられる。
The base sequence of the oligonucleotide used as the primer of the present invention may be any of widely used vector-derived sequences, uniquely designed sequences and the like that can be used in the dideoxy method. . Examples of vector-derived sequences include M1, M2 and M represented by SEQ ID NOS: 1 to 10 in the sequence listing.
3, M4, RV, RVM, RVN, T3, T7, SP6
Each of the primers can be mentioned.

【0007】オリゴヌクレオチドの合成方法としては、
亜リン酸アミダイト法、リン酸トリエステル法、ハイド
ロジェンホスホネート法等が挙げられるが、亜リン酸ア
ミダイト法が一般的である。
As a method for synthesizing an oligonucleotide,
Examples include the phosphorous amidite method, the phosphoric acid triester method, the hydrogenphosphonate method, and the like, but the phosphorous amidite method is common.

【0008】オリゴヌクレオチドに蛍光物質を導入する
方法としては、リンカーアームが結合したオリゴヌクレ
オチドを合成し、これに標識試薬を作用させる方法が一
般的である。リンカーアーム導入用試薬は公知のものが
使用でき、一部は市販されている。これらのリンカーア
ーム導入用試薬を適宜選択することにより、オリゴヌク
レオチドの5′末端、ヌクレオチド間、3′末端、塩基
等にリンカーアームを導入し、蛍光物質を結合すること
ができる。例えば5′末端にリンカーアームを導入する
ための試薬としては下記式(化1)で表される化合物が
あり、ヌクレオチド間にリンカーアームを導入するため
の試薬としては下記式(化2)で表される化合物があ
る。
As a method for introducing a fluorescent substance into an oligonucleotide, a method in which an oligonucleotide having a linker arm bound thereto is synthesized and a labeling reagent is allowed to act on the oligonucleotide is generally used. Known reagents for the linker arm can be used, and some of them are commercially available. By appropriately selecting these linker arm introduction reagents, a linker arm can be introduced at the 5'end, between nucleotides, 3'end, base, etc. of an oligonucleotide to bind a fluorescent substance. For example, there is a compound represented by the following formula (Formula 1) as a reagent for introducing a linker arm at the 5 ′ end, and a compound represented by the following formula (Formula 2) as a reagent for introducing a linker arm between nucleotides. There are compounds that are

【0009】[0009]

【化1】 [Chemical 1]

【0010】(ただしnは自然数)(Where n is a natural number)

【0011】[0011]

【化2】 [Chemical 2]

【0012】DMTr : ジメトキシトリチル基 Fmoc : フルオレニルメトキシカルボニル基DMTr: dimethoxytrityl group Fmoc: Fluorenylmethoxycarbonyl group

【0013】本発明の標識に用いる蛍光物質としては蛍
光を発するものであれば何でもよく例えば、フルオレセ
インイソチオシアネート(FITC)、テトラメチルロ
ーダミンイソチオシアネート(TRITC)、NBD−
フルオリド(NBD−fluoride、シグマ社)、テキサス
レッド(Texas Red 、モレキュラープローブ社)等が挙
げられる。
The fluorescent substance used for the labeling of the present invention may be any substance as long as it emits fluorescence, for example, fluorescein isothiocyanate (FITC), tetramethylrhodamine isothiocyanate (TRITC), NBD-.
Fluoride (NBD-fluoride, Sigma), Texas Red (Texas Red, Molecular Probes) and the like can be mentioned.

【0014】本発明者らは、5′末端及びヌクレオチド
間にリンカーアームを導入し、FITCで蛍光標識し、
図1及び図2に示すフルオレセインが複数個結合したオ
リゴヌクレオチドを各種作製した。すなわち、図1は配
列表の配列番号4で表されるM4プライマーの配列を基
に作製した8種類の蛍光標識オリゴヌクレオチド(FP
1〜FP8)を表す図であり、図2は配列表の配列番号
5で表されるRVプライマーの配列を基に作製した8種
類の蛍光標識オリゴヌクレオチド(FPR1〜FPR
8)を表す図である。
We have introduced a linker arm between the 5'end and the nucleotide and fluorescently labeled with FITC,
Various oligonucleotides having a plurality of fluoresceins bound thereto as shown in FIGS. 1 and 2 were prepared. That is, FIG. 1 shows eight types of fluorescent-labeled oligonucleotides (FP) prepared based on the sequence of the M4 primer represented by SEQ ID NO: 4 in the sequence listing.
1 to FP8), and FIG. 2 shows eight types of fluorescently labeled oligonucleotides (FPR1 to FPR) prepared based on the sequence of the RV primer represented by SEQ ID NO: 5 in the sequence listing.
It is a figure showing 8).

【0015】これらの蛍光標識オリゴヌクレオチドは、
蛍光強度、二重鎖を形成したときの安定性(Tm値)、
プライマーとして用いたときのDNAポリメラーゼによ
る取り込み活性等により評価することができる。本発明
者らは図1に示される8種類の蛍光標識オリゴヌクレオ
チド(FP1〜FP8)について、これらの評価を行っ
た。その結果を表1に示す。
These fluorescently labeled oligonucleotides are
Fluorescence intensity, stability when forming a double chain (Tm value),
It can be evaluated by the activity of uptake by DNA polymerase when used as a primer. The present inventors evaluated these eight kinds of fluorescently labeled oligonucleotides (FP1 to FP8) shown in FIG. The results are shown in Table 1.

【0016】[0016]

【表1】 表 1 ───────────────────────────────── プライマー 蛍光強度 Tm(℃) 取り込み効率 (pmol/pmol) ───────────────────────────────── FP1 1.00 74.4 0.894 FP2 0.92 72.1 0.728 FP3 1.66 72.5 0.625 FP4 1.44 72.9 0.829 FP5 1.74 70.7 0.630 FP6 1.08 69.3 0.659 FP7 1.50 69.3 0.577 FP8 1.48 67.7 0.423 ──────────────────────────────────[Table 1]                                 Table 1   ──────────────────────────────────     Primer Fluorescence intensity Tm (° C) Uptake efficiency                                                       (pmol / pmol)   ──────────────────────────────────       FP1 1.00 74.4 0.894       FP2 0.92 72.1 0.728       FP3 1.66 72.5 0.625       FP4 1.44 72.9 0.829       FP5 1.74 70.7 0.630       FP6 1.08 69.3 0.659       FP7 1.50 69.3 0.577       FP8 1.48 67.7 0.423   ──────────────────────────────────

【0017】その結果、蛍光強度はフルオレセインを1
個導入したものより複数個導入したものの方が強いが、
フルオレセインを3個以上導入してもそれ以上強度は上
がらなかった。また、フルオレセインの導入位置により
強度に大きな違いが見られた。また、Tm値より、導入
したフルオレセインの数が多いほど、また同じ数の場合
は3′末端側に位置するほど二重鎖を形成したときの安
定性は悪かった。更に、DNAポリメラーゼによる取り
込み活性はほぼTm値に対応し、プライミング効率は二
重鎖の安定性に依存していた。以上より、蛍光物質の導
入位置と数が重要なファクターであり、5′末端に1個
とヌクレオチド間に1個導入したものが最適であると決
定した。
As a result, the fluorescence intensity was 1 for fluorescein.
It is stronger to introduce more than one, but
Even if three or more fluoresceins were introduced, the strength did not increase any more. In addition, a large difference was observed in the strength depending on the position where fluorescein was introduced. Further, from the Tm value, the greater the number of fluorescein introduced, and the more the number of fluorescein introduced, the closer it was to the 3'-terminal side, the poorer the stability when forming a double chain. Furthermore, the uptake activity by DNA polymerase almost corresponded to the Tm value, and the priming efficiency depended on the stability of the duplex. From the above, it was determined that the introduction position and the number of the fluorescent substance are important factors, and that one introduced at the 5'end and one introduced between the nucleotides is optimal.

【0018】更に、蛍光標識オリゴヌクレオチドをプラ
イマーとし、蛍光式シークエンサーを用いて実際にシー
クエンシングを行うことにより、蛍光標識オリゴヌクレ
オチドのプライマーとしての能力を詳しく調べることが
できる。シグナル強度と分離度を数値化するために、1
00塩基対ごとの10分間(約15ピークが存在する)
における輝度を平均し、その平均値からその間の最低輝
度を差引いた値を算出し、この値をもってシークエンシ
ングの結果の良否を評価することができる。すなわち、
シグナル強度が高くても各ピークの分離が悪いと最低ピ
ークが高くなり差引きの値が低くなるため、この値はシ
ークエンシングの結果の良否を数値化していると推定さ
れる。本発明者らは図1に示される8種類の蛍光標識オ
リゴヌクレオチド(FP1〜FP8)をプライマーとし
てシークエンシングを行い〔(図3)及び(図4)〕、
前述の値を算出した(図5)。すなわち、図3及び図4
は蛍光式シークエンサーによるシークエンシングの結果
を表す図であり、図3は205分以下の部分、図4は3
00分以上の部分について表した図である。また、図5
は相対蛍光強度を縦軸に、塩基数を横軸にとったグラフ
である。
Further, the ability of the fluorescent-labeled oligonucleotide as a primer can be investigated in detail by using the fluorescent-labeled oligonucleotide as a primer and performing actual sequencing using a fluorescent sequencer. To quantify the signal intensity and resolution, 1
10 minutes per 00 base pairs (approximately 15 peaks are present)
It is possible to evaluate the quality of the result of the sequencing by averaging the luminances in and calculating the value obtained by subtracting the lowest luminance between them from the average value. That is,
Even if the signal intensity is high, if the separation of each peak is poor, the lowest peak becomes high and the subtraction value becomes low, so it is presumed that this value quantifies the quality of the sequencing results. The present inventors performed sequencing using the eight types of fluorescently labeled oligonucleotides (FP1 to FP8) shown in FIG. 1 as primers [(FIG. 3) and (FIG. 4)],
The above values were calculated (Fig. 5). That is, FIG. 3 and FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the result of sequencing by a fluorescent sequencer. FIG. 3 shows 205 minutes or less, and FIG.
It is a figure showing about a part of 00 minutes or more. Also, FIG.
Is a graph in which the vertical axis represents the relative fluorescence intensity and the horizontal axis represents the number of bases.

【0019】その結果、フルオレセインを1個導入した
FP1、FP2に比べて、5′末端に1個とヌクレオチ
ド間に1個導入したFP3、FP4、FP5で良い結果
が得られ、特に、FP3、FP4では700塩基長程度
まで高感度、高精度を有していた。しかし、フルオレセ
インの数は2個でもヌクレオチド間に2個導入したFP
6では良い結果は得られなかった。また、フルオレセイ
ンの数を3個以上にしたFP7、FP8では期待された
感度・精度は得られず、逆にバックグラウンドが高くな
り、結果は悪かった。これらの結果は表1に示した前述
の結果とよく対応しており、すなわち、蛍光標識プライ
マーとしては、5′末端に1個とヌクレオチド間に1個
の蛍光物質を導入したオリゴヌクレオチドが最適である
ことがわかった。
As a result, compared to FP1 and FP2 in which one fluorescein was introduced, good results were obtained with FP3, FP4, and FP5 in which one was introduced at the 5'end and one was introduced between nucleotides, and especially FP3 and FP4. Had high sensitivity and high accuracy up to about 700 base length. However, even if the number of fluoresceins is two, two FPs introduced between nucleotides
No good results were obtained with 6. In addition, the expected sensitivity and accuracy were not obtained with FP7 and FP8 in which the number of fluoresceins was 3 or more, but the background was high and the result was bad. These results correspond well with the above-mentioned results shown in Table 1, that is, as a fluorescent-labeled primer, an oligonucleotide in which one fluorescent substance is introduced at the 5'end and one fluorescent substance between nucleotides is most suitable. I knew it was.

【0020】また、本発明の方法に使用する蛍光標識プ
ライマーを含有するキットを作製することにより、塩基
配列決定を容易に行うことができる。なお、キットには
他の試薬類を含めてもよく、キットに含める試薬として
は、DNAポリメラーゼ、デオキシヌクレオチド三リン
酸(dNTP)、ジデオキシヌクレオチド三リン酸(d
dNTP)、反応用緩衝液等が挙げられる。キットに含
めるDNAポリメラーゼとしては、クレノウフラグメン
ト、T7DNAポリメラーゼ、タック(Taq)DNAポリ
メラーゼ、ブカベスト(BcaBESTTM) DNAポリメラーゼ
(宝酒造社)等が挙げられる。なお、キットに含める試
薬の形状は溶液でもよいし凍結乾燥物でもよい。
The base sequence can be easily determined by preparing a kit containing the fluorescently labeled primer used in the method of the present invention. The kit may contain other reagents, and the reagents contained in the kit include DNA polymerase, deoxynucleotide triphosphate (dNTP), dideoxynucleotide triphosphate (dNTP).
dNTP), a reaction buffer, and the like. Examples of the DNA polymerase included in the kit include Klenow fragment, T7 DNA polymerase, Taq DNA polymerase, BcaBEST DNA polymerase (Takara Shuzo) and the like. The form of the reagent included in the kit may be a solution or a freeze-dried product.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明を実施例をもって具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

【0022】実施例1 (1) 蛍光標識オリゴヌクレオチドの合成と精製 オリゴヌクレオチドの合成は、DNAシンセサイザー3
80B型(アプライドバイオシステムズ社)を用い、亜
リン酸アミダイト法にて行った。5′末端にリンカーア
ームを導入する試薬としてアミノリンク2(アプライド
バイオシステムズ社)を、ヌクレオチド間にリンカーア
ームを導入する試薬としてアミノモディファイアーII
(クローンテック社)を用いた。脱保護した合成未精物
を減圧乾固させ、80μlの1M NaHCO3 /Na
2 CO3 緩衝液(pH9.5)、160μlの滅菌水、
160μlのFITC溶液〔FITC5mgを500μl
の20%(V/V)ホルムアミド溶液に溶かしたもの〕
を加えてよく溶解させ、遮光しながら室温で一晩静置し
た。セファデクスG50で未反応のFITCを除去した
後、逆相HPLCで目的物を分取し、図1に示すFP1
〜FP8及び図2に示すFPR1〜FPR8を作製し
た。
Example 1 (1) Synthesis of Fluorescent Labeled Oligonucleotides and Purification Oligonucleotides were synthesized using a DNA synthesizer 3
80B type (Applied Biosystems) was used, and the phosphite amidite method was used. Aminolink 2 (Applied Biosystems) is used as a reagent for introducing a linker arm at the 5 ′ end, and Amino Modifier II is used as a reagent for introducing a linker arm between nucleotides.
(Clontech) was used. The deprotected synthetic crude was evaporated to dryness under reduced pressure, and 80 μl of 1M NaHCO 3 / Na was added.
2 CO 3 buffer (pH 9.5), 160 μl of sterile water,
160 μl FITC solution [FITC 5 mg 500 μl
Dissolved in a 20% (V / V) formamide solution of
Was added to dissolve well, and the mixture was allowed to stand overnight at room temperature while protected from light. After removing unreacted FITC with Sephadex G50, the target substance was collected by reverse-phase HPLC, and FP1 shown in FIG.
~ FP8 and FPR1 to FPR8 shown in Fig. 2 were produced.

【0023】(2) 導入した蛍光物質の数の確認 実施例1−(1) で合成した蛍光標識オリゴヌクレオチド
を20mM酢酸ナトリウム(pH5.3)、0.1mM Z
nCl2 の100μlに溶解し、0.65ユニットのヌ
クレアーゼP1を加え、50℃で2時間反応を行い、モ
ノヌクレオチドにまで分解した。次にそれらの蛍光強度
を励起波長494nmにてスペクトロフルオロホトメータ
ーRF−540(島津製作所)を用いて測定し、結合し
ているフルオレセインの数を確認した。
(2) Confirmation of the Number of Fluorescent Substances Introduced The fluorescently labeled oligonucleotide synthesized in Example 1- (1) was treated with 20 mM sodium acetate (pH 5.3), 0.1 mM Z.
It was dissolved in 100 μl of nCl 2 , 0.65 units of nuclease P1 was added, and the reaction was carried out at 50 ° C. for 2 hours to decompose it into mononucleotides. Next, their fluorescence intensities were measured with a spectrofluorophotometer RF-540 (Shimadzu Corporation) at an excitation wavelength of 494 nm to confirm the number of fluoresceins bound.

【0024】実施例2 (1) 蛍光強度の測定 各蛍光標識オリゴヌクレオチド1.3pmolを2.7mlの
TE緩衝液〔10mMトリス(Tris)−HCl、1mM ED
TA、pH8.0〕に溶解し、実施例1−(2)と同様に
して蛍光強度を測定した。FP1の蛍光強度を1とした
ときの各蛍光標識オリゴヌクレオチドの相対強度を算出
した(表1)。
Example 2 (1) Measurement of fluorescence intensity 1.3 pmol of each fluorescence-labeled oligonucleotide was added to 2.7 ml of TE buffer [10 mM Tris-HCl, 1 mM ED.
TA, pH 8.0], and the fluorescence intensity was measured in the same manner as in Example 1- (2). The relative intensity of each fluorescence-labeled oligonucleotide was calculated when the fluorescence intensity of FP1 was set to 1 (Table 1).

【0025】(2) 二重鎖融解温度の測定 各蛍光標識オリゴヌクレオチドの配列に、相補的なオリ
ゴヌクレオチドを合成し、それぞれ0.2ODユニット
ずつを混合しアニーリングを行った。Tmアクセサリー
付分光光度計UV2100スペクトロホトメーター(島
津製作所)を用いて、温度を上昇させながら260nmの
吸光度を記録した。このUV吸収の温度依存曲線からT
m値を求めることにより、各蛍光標識オリゴヌクレオチ
ドの二重鎖としての安定性を比較した(表1)。
(2) Measurement of melting temperature of double strands Oligonucleotides complementary to the sequence of each fluorescent-labeled oligonucleotide were synthesized, and 0.2 OD units of each were mixed and annealed. Absorbance at 260 nm was recorded with increasing temperature using a spectrophotometer UV2100 spectrophotometer with Tm accessory (Shimadzu). From the temperature dependence curve of this UV absorption, T
By determining the m value, the stability of each fluorescently labeled oligonucleotide as a double strand was compared (Table 1).

【0026】(3) DNAポリメラーゼによるdNTPの
取り込み 各蛍光標識オリゴヌクレオチド0.2pmolをそれぞれ
0.4pmolのM13mp19ssDNA(宝酒造社)とアニーリング
させ、50μlの25mM TAPS−NaOH(pH
9.3)、2mM MgCl2 、50mM KCl、1mM
DTT、0.2mMdATP、0.2mM dGTP、0.
2mM dTTP、0.1mM dCTP、0.06μM
〔α−32P〕dCTPを含む溶液中で0.3ユニットの
タックポリメラーゼを加えて72℃で20分反応させ
た。取り込まれた放射活性はDE81フィルター上でリ
ン酸不溶性画分として液体シンチレーションカウンター
で測定した。鋳型DNA1pmol当りの合成されたDNA
量を算出した(表1)。
(3) Incorporation of dNTP by DNA polymerase 0.2 pmol of each fluorescent-labeled oligonucleotide was annealed with 0.4 pmol of M13mp19ssDNA (Takara Shuzo), and 50 μl of 25 mM TAPS-NaOH (pH).
9.3) 2 mM MgCl 2 , 50 mM KCl, 1 mM
DTT, 0.2 mM dATP, 0.2 mM dGTP, 0.
2 mM dTTP, 0.1 mM dCTP, 0.06 μM
In a solution containing [α- 32 P] dCTP, 0.3 unit of tack polymerase was added and reacted at 72 ° C for 20 minutes. Incorporated radioactivity was measured by a liquid scintillation counter as a phosphate insoluble fraction on a DE81 filter. Synthesized DNA per pmol of template DNA
The amount was calculated (Table 1).

【0027】(4) DNAシークエンシング 各蛍光標識オリゴヌクレオチド1pmolを用い、M13mp18s
sDNA(宝酒造社)1.4μgを鋳型としてジデオキシ反
応を行った。反応にはアンプリタックシークエンシング
キット(日立蛍光式シーケンサ専用)(宝酒造社)を用
いた。反応生成物の解析には蛍光式DNAシーケンサS
Q3000(日立製作所)を用いた。100塩基対ごと
の10分間における輝度を平均し、その平均値よりその
間の最低輝度を差引いた値を算出した(図3、図4、図
5)。
(4) DNA Sequencing Using 1 pmol of each fluorescently labeled oligonucleotide, M13mp18s
The dideoxy reaction was performed using 1.4 μg of sDNA (Takara Shuzo) as a template. Amplitac Sequencing Kit (for Hitachi fluorescent sequencer) (Takara Shuzo) was used for the reaction. Fluorescent DNA sequencer S for analysis of reaction products
Q3000 (Hitachi Ltd.) was used. The brightness was averaged for 10 minutes for every 100 base pairs, and the value obtained by subtracting the minimum brightness between the averages was calculated (FIGS. 3, 4, and 5).

【0028】実施例3 キットの構築 蛍光標識プライマーFP4に、dNTP/ddNTP混
合液(A、G、T、Cの4種)、ブカベストDNAポリ
メラーゼ、10×反応用緩衝液〔200mMトリス−HC
l(pH8.5)、10mM MgCl2 〕、M13mp18ssD
NA、ストップソルーション(95%ホルムアミド、20
mM EDTA、0.05%メチルバイオレット)を組合
せ、塩基配列決定用キット(60回分)を構築した(表
2)。
Example 3 Construction of Kit Fluorescent labeled primer FP4 was mixed with dNTP / ddNTP mixed solution (4 types of A, G, T and C), Bucabest DNA polymerase, 10 × reaction buffer [200 mM Tris-HC.
1 (pH 8.5), 10 mM MgCl 2 ], M13mp18ssD
NA, stop solution (95% formamide, 20
mM EDTA and 0.05% methyl violet) were combined to construct a nucleotide sequence determination kit (60 times) (Table 2).

【0029】[0029]

【表2】 表 2 ─────────────────────────────────── dNTP/ddNTP混合液 4種類 各 120μl ブカベストDNAポリメラーゼ(2U/μl) 60μl プライマーFP4溶液(1pmol/μl) 60μl 10×反応用緩衝液 100μl M13mp18ssDNA(0.2μg/μl) 20μl ストップソルーション 900μl ───────────────────────────────────[Table 2]                               Table 2 ───────────────────────────────────   dNTP / ddNTP mixed solution 4 types each 120 μl   Bucabest DNA Polymerase (2U / μl) 60μl   Primer FP4 solution (1 pmol / μl) 60 μl   10 × reaction buffer 100 μl   M13mp18ssDNA (0.2 μg / μl) 20 μl   Stop solution 900 μl ───────────────────────────────────

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明により、シグナル強度の高い蛍光
標識プライマーを用いた高感度かつ高精度な核酸の塩基
配列決定方法及び該方法に使用するキットが提供され
た。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a highly sensitive and highly accurate nucleic acid nucleotide sequence determination method using a fluorescently labeled primer having a high signal intensity, and a kit used for the method.

【配列表】[Sequence list]

配列番号:1 配列の長さ:24 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列: GGTTTTCCCA GTCACGACGT TGTA 24 配列番号:2 配列の長さ:24 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列: GAGGGTTTTC CCAGTCACGA CGTT 24 配列番号:3 配列の長さ:24 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列: CGACGTTGTA AAACGACGGC CAGT 24 配列番号:4 配列の長さ:24 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列: CGCCAGGGTT TTCCCAGTCA CGAC 24 配列番号:5 配列の長さ:24 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列: TTTCACACAG GAAACAGCTA TGAC 24 配列番号:6 配列の長さ:24 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列: GAGCGGATAA CAATTTCACA CAGG 24 配列番号:7 配列の長さ:24 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列: TATGTTGTGT GGAATTGTGA GCGG 24 配列番号:8 配列の長さ:24 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列: GCGCGCAATT AACCCTCACT AAAG 24 配列番号:9 配列の長さ:24 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列: AACGCGTAAT ACGACTCACT ATAG 24 配列番号:10 配列の長さ:24 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸(合成DNA) 配列: CATACGATTT AGGTGACACT ATAG 24 SEQ ID NO: 1 Array length: 24 Sequence type: Nucleic acid Number of chains: Single chain Topology: linear Sequence type: Other nucleic acid (synthetic DNA) Array: GGTTTTCCCA GTCACGACGT TGTA 24 SEQ ID NO: 2 Array length: 24 Sequence type: Nucleic acid Number of chains: Single chain Topology: linear Sequence type: Other nucleic acid (synthetic DNA) Array: GAGGGTTTTC CCAGTCACGA CGTT 24 SEQ ID NO: 3 Array length: 24 Sequence type: Nucleic acid Number of chains: Single chain Topology: linear Sequence type: Other nucleic acid (synthetic DNA) Array: CGACGTTGTA AAACGACGGC CAGT 24 SEQ ID NO: 4 Array length: 24 Sequence type: Nucleic acid Number of chains: Single chain Topology: linear Sequence type: Other nucleic acid (synthetic DNA) Array: CGCCAGGGTT TTCCCAGTCA CGAC 24 SEQ ID NO: 5 Array length: 24 Sequence type: Nucleic acid Number of chains: Single chain Topology: linear Sequence type: Other nucleic acid (synthetic DNA) Array: TTTCACACAG GAAACAGCTA TGAC 24 SEQ ID NO: 6 Array length: 24 Sequence type: Nucleic acid Number of chains: Single chain Topology: linear Sequence type: Other nucleic acid (synthetic DNA) Array: GAGCGGATAA CAATTTCACA CAGG 24 SEQ ID NO: 7 Array length: 24 Sequence type: Nucleic acid Number of chains: Single chain Topology: linear Sequence type: Other nucleic acid (synthetic DNA) Array: TATGTTGTGT GGAATTGTGA GCGG 24 SEQ ID NO: 8 Array length: 24 Sequence type: Nucleic acid Number of chains: Single chain Topology: linear Sequence type: Other nucleic acid (synthetic DNA) Array: GCGCGCAATT AACCCTCACT AAAG 24 SEQ ID NO: 9 Array length: 24 Sequence type: Nucleic acid Number of chains: Single chain Topology: linear Sequence type: Other nucleic acid (synthetic DNA) Array: AACGCGTAAT ACGACTCACT ATAG 24 SEQ ID NO: 10 Array length: 24 Sequence type: Nucleic acid Number of chains: Single chain Topology: linear Sequence type: Other nucleic acid (synthetic DNA) Array: CATACGATTT AGGTGACACT ATAG 24

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】蛍光標識オリゴヌクレオチドFP1〜FP8を
表す図である。
FIG. 1 is a diagram showing fluorescently labeled oligonucleotides FP1 to FP8.

【図2】蛍光標識オリゴヌクレオチドFPR1〜FPR
8を表す図である。
FIG. 2 Fluorescently labeled oligonucleotides FPR1 to FPR
It is a figure showing 8.

【図3】蛍光式シークエンサーでシークエンシングを行
った結果の205分以下の部分を表す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a part of 205 minutes or less as a result of sequencing by a fluorescent sequencer.

【図4】蛍光式シークエンサーでシークエンシングを行
った結果の300分以上の部分を表す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a part of 300 minutes or more as a result of sequencing by a fluorescent sequencer.

【図5】相対蛍光強度と塩基数の関係を表す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between relative fluorescence intensity and the number of bases.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 郁之進 滋賀県大津市瀬田3丁目4番1号 寳酒 造株式会社中央研究所内 (56)参考文献 国際公開91/17169(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12Q 1/68 C12N 15/00 - 15/90 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Ikuno Kato, Ikunoshin Kato 3-4-1, Seta, Otsu, Shiga Prefecture, Central Research Laboratory, Mina Shuzo Co., Ltd. (56) References International Publication 91/17169 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C12Q 1/68 C12N 15/00-15/90

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ジデオキシ法による核酸の塩基配列決定
方法において、5′末端及び該5′末端から4〜12個
の塩基を隔てた位置のヌクレオチド間にそれぞれ1分子
の蛍光物質を結合させたオリゴヌクレオチドをプライマ
ーとして用いることを特徴とする核酸の塩基配列決定方
法。
1. A method for determining a nucleotide sequence of a nucleic acid by the dideoxy method, which comprises a 5'end and 4 to 12 nucleotides from the 5'end.
A method for determining a base sequence of a nucleic acid, which comprises using as a primer an oligonucleotide in which one molecule of a fluorescent substance is bound between nucleotides at positions separated by the base.
【請求項2】 ジデオキシ法による核酸の塩基配列決定
に使用されるプライマーであって、5′末端及び該5′
末端から4〜12個の塩基を隔てた位置のヌクレオチド
間にそれぞれ1分子の蛍光物質を結合させたオリゴヌク
レオチドプライマー
2. Nucleic acid nucleotide sequence determination by the dideoxy method.
A primer used for the 5'end and the 5'end
Nucleotide at a position 4 to 12 bases apart from the end
An oligonuc in which one molecule of fluorescent substance is bound between each
Leotide primer .
【請求項3】 請求項1記載の方法で核酸の塩基配列
決定を行うためのキットであって、請求項2記載のオリ
ゴヌクレオチドプライマーを含むことを特徴とする核酸
の塩基配列決定用キット。
3. A kit for determining the base sequence of a nucleic acid by the method according to claim 1 , which comprises the oligonucleotide primer according to claim 2. Decision kit.
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